The effect of cell size on the mechanical behavior of cellular materials

Brezny, Rasto; Green, D.J.

doi:10.1016/0956-7151(90)90263-g

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“…Similar trends were observed also for foamed glass, 19) carbon foams, 20) and SiOC foams. 21) Typical flexural strengths of the porous SiC ceramics with ~45% porosity were ~55 MPa for SC20-8, ~47 MPa for SC20-20, and 20 MPa for SC20-50 specimens.…”

Section: Jcs-japansupporting

confidence: 70%

Effect of template size on microstructure and strength of porous silicon carbide ceramics

Eom

Kim

2008

J. Ceram. Soc. Japan

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Porous silicon carbide (SiC) ceramics with different pore size were prepared from SiC powders, an aluminum yttrium garnet (Y3Al5O12, YAG) as a sintering additive, and three different sizes of templates (polymer microbeads) by a sacrificial template technique. Their microstructure and mechanical strengths were evaluated as a function of template size, i.e., pore size. Porosity of these porous SiC ceramics increased with increasing the template content, regardless of template size. Pore size was proportional with the template size. The growth of faceted grains was accelerated with increasing the template size. Both flexural and compressive strengths decreased with increasing the porosity whereas both strengths increased with decreasing the template size, i.e., pore size. Typical flexural and compressive strengths of the porous SiC ceramics fabricated using 8 μm-templates were ~55 MPa and ~240 MPa at ~45% porosity, respectively.

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Section: Jcs-japansupporting

confidence: 70%

Effect of template size on microstructure and strength of porous silicon carbide ceramics

Eom

Kim

2008

J. Ceram. Soc. Japan

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“…Estes parâmetros são influenciados diretamente pela estrutura celular. Segundo a literatura [4][5][6], o tamanho de poro (ou célula) não influencia a resistência mecânica dos filtros cerâmicos. Ao invés disso, é atribuído à "qualidade" dos filamentos dos filtros o desempenho dos mesmos sob solicitações mecânicas.…”

Section: Resultsunclassified

“…A análise microestrutural revela filamentos ocos, originados durante a eliminação da esponja orgânica, além de microtricamento, porosidade e outros tipos de defeitos internos. Desse modo, há um consenso geral de que a melhoria das propriedades dos filamentos resulta em um melhor desempenho mecânico do filtro cerâmico [4][5][6]. O aumento da resistência mecânica, no entanto, deve ser obtido através do fortalecimento dos filamentos sem redução da permeabilidade do filtro.…”

Section: Introductionunclassified

Otimização do processamento para a fabricação de filtros no sistema Al2O3-SiC

et al. 2001

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13 INTRODUÇÃOÉ crescente o uso de filtros cerâmicos na indústria metalúrgica para a remoção de impurezas de ligas metálicas fundidas. O material utilizado neste caso deve ser refratário, resistir a tensões termomecânicas, ser eficiente na remoção de impurezas e inerte em relação ao fundido que está sendo filtrado. Além desta aplicação, os filtros cerâmicos também são usados no setor automobilístico para remover partículas de fuligem, especialmente dos motores a diesel. Também neste caso o material deve ser refratário, permeável, resistente ao choque térmico e eficiente quanto à retenção de impurezas [1][2][3].Os principais critérios de avaliação de filtros cerâmicos celulares são a permeabilidade, a eficiência na retenção de impurezas e a resistência mecânica. Idealmente, o filtro cerâmico deveria remover o máximo de impurezas com a mínima resistência ao fluido de arraste. Uma maneira de se obter alta permeabilidade seria aumentar o volume de vazios na estrutura (porosidade). Contudo, esta opção compromete tanto a eficiência de coleta de impurezas quanto a resistência mecânica do filtro.A microestrutura de materiais celulares obtidos pela técnica da réplica pode conter muitos defeitos decorrentes do processamento. A análise microestrutural revela filamentos ocos, originados durante a eliminação da esponja orgânica, além de microtricamento, porosidade e outros tipos de defeitos internos. Desse modo, há um consenso geral de que a melhoria das propriedades dos filamentos resulta em um melhor desempenho mecânico do filtro cerâmico [4][5][6]. O aumento da resistência mecânica, no entanto, deve ser obtido através do fortalecimento dos filamentos sem redução da permeabilidade do filtro. Sendo assim, a análise dos valores de resistência mecânica dos filtros não pode ser considerada isoladamente, uma vez que para filtros cerâmicos esta propriedade tem que estar associada a uma permeabilidade adequada.Dentro deste contexto, foi avaliado neste trabalho o efeito das condições de processamento cerâmico na permeabilidade e resistência termomecânica dos filtros. Esta avaliação compreendeu a fabricação e caracterização de filtros cerâmicos de 8 ppi (poros por polegada linear) no sistema Al 2 O 3 -SiC produzidos a partir de suspensões cerâmicas com diferentes ajustes granulométricos. O ajuste granulométrico tem por objetivo otimizar o empacotamento

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“…Esta situación conllevó a que cuando se comenzó a evaporar el solvente, las partículas de alúmina se adhirieron fuertemente y las partículas de ligante no se encontraban en ese punto para formar puentes orgánicos entre ellas para dar flexibilidad y resistencia a la estructura cerámica en la medida que aumentaba la temperatura [12][13][14][15].…”

Section: Discussionunclassified

“…En la Figura 6 se evidencia la mayor resistencia a la compresión que presentan las estructuras con formulación de 65% de sólidos y 6,5 g de ligante, resultado que respalda afirmaciones encontradas en la literatura [3,8,12]. La mayor resistencia a la compresión alcanzada por esta suspensión fue de 0,060 MPa, mientras que la otra formulación (62,5%, 7,5 g) fue de 0,046 MPa.…”

Section: Resistencia a La Compresiónunclassified

Fabricación y caracterización de espumas de alúmina para aplicación en quemadores porosos radiantes

et al. 2012

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RESUMENEn los quemadores radiantes, la fuente de calor requiere un medio poroso en donde se lleva a cabo la reacción de combustión, que hace más eficiente la transferencia de calor. En este trabajo se realizó un estudio de la reología de la suspensión de alúmina fina, cuyos parámetros de viscosidad y tixotropía fueron la base para la selección de la formulación más adecuada para la fabricación de espumas cerá-micas por el método de réplica. Las espumas poliméricas precursoras presentaron mayor porosidad y permeabilidad, en respuesta a la presencia de paredes finas y 99% de celdas abiertas. La mayor resistencia mecánica a la compresión la obtuvo la formulación con mayor carga de sólidos, bajo las mismas condiciones de prueba.Palabras claves: espumas cerámicas, réplica, alúmina, quemadores radiantes ABSTRACTIn radiant porous burners, the heat source requires a solid porous matrix where the combustion reaction takes place, in which the heat transfer is performed more efficiently. This work is based on a study of the alumina suspension rheology, where parameters as viscosity and tixotropy were the guide to select the appropriate formulation for the ceramic foam fabrication by the replica method. The precursor polymeric foams presented higher porosity and permeability, due to their thin walls and 99% open cells. The highest mechanical strength under compression was obtained for the formulation with the highest solid fraction, under the same test conditions.

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The effect of cell size on the mechanical behavior of cellular materials

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Effect of template size on microstructure and strength of porous silicon carbide ceramics

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Otimização do processamento para a fabricação de filtros no sistema Al2O3-SiC

Fabricación y caracterización de espumas de alúmina para aplicación en quemadores porosos radiantes

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